Question

請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)滑輪組，并畫出組裝圖，具體要求如下：
（1）穿繞滑輪的繩子最大承受力是800N，需要掛重物的重力是3300N（滑輪重不計(jì)、摩擦及繩重不計(jì)）
（2）需要改變用力的方向
（3）所用滑輪的個(gè)數(shù)最少，根據(jù)你設(shè)計(jì)的滑輪計(jì)算提起重物時(shí)所用的拉力？如果要使重物升高2m，繩子自由端必須移動(dòng)多少m？

Answer 1

分析：先根據(jù)拉力與物重的關(guān)系求出承擔(dān)物重的繩子股數(shù)，因?yàn)橐�求所用滑輪的個(gè)數(shù)最少，確定需要定滑輪和動(dòng)滑輪個(gè)數(shù)，再根據(jù)需要改變用力的方向（最后繩子必須從定滑輪繞出來(lái)，從而再往回畫），畫出繞法；
知道了承擔(dān)物重的繩子股數(shù)n，利用s=nh求繩子自由端必須移動(dòng)的距離．

解答：解：承擔(dān)物重的繩子股數(shù)n=

G

F

=

3300N

800N

≈5，
要求所用滑輪的個(gè)數(shù)最少，要改變用力的方向，至少需要2個(gè)定滑輪和3個(gè)動(dòng)滑輪，
最后繩子必須從定滑輪繞出來(lái)，這樣再往回畫，繞過(guò)上面的定滑輪，
再繞過(guò)下面的動(dòng)滑輪，這樣反復(fù)完成，如右圖所示；
∵滑輪重不計(jì)、摩擦及繩重不計(jì)，n=5，
∴提起重物時(shí)所用的拉力：
F=

1

5

G=

1

5

×3300N=660N，
繩子自由端移動(dòng)的距離：
s=5h=5×2m=10m．
答：滑輪組組裝如圖所示，提起重物時(shí)所用的拉力為660N，繩子自由端移動(dòng)的距離為10m．

點(diǎn)評(píng)：本題利用拉力與重力的關(guān)系求出承擔(dān)物重的繩子股數(shù)n是突破口，由n=5確定動(dòng)滑輪的個(gè)數(shù)是關(guān)鍵．